催化表征平台-购置大型贵重精密仪器设备项目可行性论证与审批报告

购置大型仪器设备项目可行性论证催化剂表征系统与审批报告仪器设备名称申请单位（盖学院公章、平台暂免）经费来源购置项目负责人购置单位负责人（学院或平台）填表日期实验室与设备管理处制年月20085购置大型仪器设备项目可行性论证与审批报告仪器设备中文名称催化剂表征系统仪器设备英文名称Catalyst CharaterizationSystem人民币约52万元购置数量1单价估计73000美元经费估算美元73000其它根据教育部教高

（2000）9号文件规定，已落实承诺人签名购置仪器设备的运行和维修经费承诺（项目负责人）对于分析测试类及可共享的仪器，已配置管理日期人员和计算机用于上网登记使用记录单价40万元以上的分析测试类仪器，如不能实现校内外共享，请说明理由1美国麦克仪器公司Micromeritics InstrumentCorp.可供货厂商2日本Bel集团Bel Japan,INC（中英文）3英国海德公司Hiden AnalyticalLtd

1.可以进行样品的TPD（程序升温脱附）,TPR（程序升温还原）,TPO（程序升温氧化），这些反应包括催化剂催化的聚合反应、氧化反应、氢化反应、脱氢反应、催化裂化、氢化处理、加氢裂解、烷基化反应、重整反应、异构化,TPRx反应和脉冲化学吸附，得到催化剂的活性金属表面积、金属酸度，活性点的分布和强度等信息

1.1TPD分析TPD程序升温脱附测定不同温度下脱附的气体量来确定活性点的数目、类型和强度某一温度下热量克服活化能，吸附化学键断裂，吸附质脱附如果存在不同的活性金属，脱附会在不同的温度出现如催化剂载仪体负载的Pt（钳）的氢气脱附，酸性催化剂的氨气NH3脱附器

1.2TPR分析程序升温还原决定催化剂上可还原组分的数目，揭示发生还原反应的温度TPR分析的重要性在于，设样品除了含有还原金属外，没有必要具有其他反应性质如AgO的H2的TPR备分析程序升温氧化可以检测催化剂被氧化的程度或者催化剂事先被还原的程度，计算金属表面积如保L3TPO主要Ni催化剂的TPOo功

1.3脉冲化学吸附Pulse ChemiSorption脉冲化学吸附确定活性表面积、金属分散度和活性颗粒尺寸每一次脉能冲注入的反应气体量由loop环体积全自动提供如Pt-Al合金的H2—02—H2滴定Pt、Ni等催化剂的CO脉冲吸附与应

2.测定吸附载体和其他多孔物质的单点BET表面积表征催化剂反应前后比表面积的变化用

3.可以作为微反应器，进行催化剂的预处理，如催化剂使用前的活化（如H2的还原）；如程序升温反应（监控特定范温度下催化剂与气体的反应产物，反应产物和过量反应物可以转到气相色谱或质谱进行分析）；等温反应（除反应温围度恒定外，其他条件与程序升温反应近似）

4.研究各种材料对不同气体的吸附量和一级反应脱附热吸附是一个放热过程，吸附热可以作为“吸附强度”的标尺，用以表示固体表面与被吸附分子之间生成键的稳定性这个吸附强度的概念，对于解释或预示各种无机化合物在一定的催化反应中的活性，具有特别重要的意义

5.测试液体的蒸汽化学吸附，如锲催化剂上燃的水蒸气转化，哦咤的蒸汽吸附，醇类的化学吸附等TPD不能识别BronstedLewis酸性点喀咤作为滴定分子可以达到识别作用，多种方法进行测试可以得到比较全面的酸性点（性质、强度、数量）开合式石英炉方便快速降温，可以连接液氮蒸汽快冷部件，加快降温

1.炉子加热的样品热偶控温温度从环境温度一升级冷浴槽可控温到

2.1100C,-70℃检测采用热导池检测器，使用具有更长寿命更高灵敏度的镀金合金热丝

3.TPD/TPR/TPO Fe-Ni仪器内部管路可控温，热导池热丝区热导池工作区；四个六通阀区:

4.120-250℃,20—150℃20-150℃,所有温度区可在此范围内设定温度，设定精度到读数精度1℃,

0.1℃的气路设多进气口，每一路进气管线都是经过耐腐蚀性处理的不锈钢管线，满足

4.TPD/TPR/TPO H2,和等多种气体制备和反应CO,02,N20,C02,NH3,N2,Ar,He,CH4,Kr NO2仪器内部和样品管密封采用耐高温和耐多种化学品的全氟弹性体型圈

5.Kalrez-0有高精度质量流量计确保精确控制所有进气气体流量

6.MFCs质量流量计控制流量在（相对以质量数），读数精度

7.0—100cm3/min

0.01cnSTP/min内部采用英寸外径的耐腐蚀处理的不锈钢管线，降低仪器内部死体积

8.1/16提供两种冷径延迟环，一种用于一种用于除去产物中的水分

9.BET,标配峰编辑软件，提供峰选择、编辑、积分和数据平滑处理等处理没有软件加密“狗”，任何

11.电脑可以安装软件进行数据处理.仪器内部管线配备压力传感器（范围）可以用来测压和探测管线堵点，检测管线是120-999mmHg,否通畅全自动仪器，电脑全部自动控制，仪器面板上没有任何控制按键

13.仪器配备六通阀，配备驱动板，电脑自动控制气路转换

14.提供环自动进气，可在指定的时间和程序下仪器自动进行，无需手动环配置

15.loop Joop

0.5mL1ml和三种标配和/或的校正注射器校正环体积5ml10ml1ml loop.仪器标配和欧美在线质谱、色谱等英制毛细管兼容的连接接口，连接简便，可以实现数据同步16蒸汽发生器可控温带有回流冷凝循环装置，保证蒸汽的纯度

17.20-100C,主机配校正注射针管和各一个，进口进气铜管线根，一瓶标准物，个杜瓦瓶样品

18.1ml10ml92温度热偶配备个提供耐高温进口石英样品管根，耐高温耐腐蚀的全氟型圈个，石215KalrezO24英毛包5

一、购置理由

1、购置目的和必要性随着能源环境领域与材料、催化等学科的交叉发展，能源环境领域急需一些能够评价催化材料物理化学性质的大型仪器设备该仪器可以对催化材料的酸性强度，碱性强度，金属分散度和催化反应的峰值，以及各种固体环境材料的比表面积进行准确分析，同时也可对催化材料的表面化学性质进行分析研究，揭示催化材料的物理化学性质获得的信息均与催化材料的实际应用紧密联系该设备的引进可以提高实验室的科研水平，促进更多科研成果的获得和转化，如大气污染物脱除催化剂的机理研究、新能源研究及生物质转化综合利用过程中催化剂的机理表征等

2、本仪器设备可实现共享的学科该设备的引入，有助于我们在大气污染物控制、新能源研究及生物质转化综合利用过程中催化材料的机理研究该仪器可以在化学和化工相关催化剂材料研究，环境催化剂材料研究等方向共享

二、调研情况

1、本校是否有同类设备？如有请说明目前该设备的利用率情况，能否共享？本校有国产的同类设备和其他课题组自己搭建的设备，由于自动化程度不高，内部设计密封性和管路保温不够，实验结果的重复性比较差，仪器较难操作，无法满足要求

2、可供货厂商及相关情况要求货比三家，内容包括仪器型号、性能、特色、附件情况、基本配置报价、附件价格、初步优惠折扣、售后服务承诺、应用支持等目前催化剂表征系统的主要厂家有美国麦克的英国海德公司Micromeritics AutoChemIT2920,Hiden和日本集团的Catlab BelBel-Cat麦克的是经典的动态法测定催化剂性质的厂商，是第三代升级产品，采用完AutoChem II29202920全的自动化控制，内部配有元件控温系统，是研究级的高端催化剂表征系统，国内绝大多数催化剂研究的高校和研究所使用，并且使用良好和国内用户不多，并且都是定制的仪器，仪器做了很Catlab Belcat大改动，并且定制仪器性能不能保证长期稳定国内用户将近台，有台左右，全自动的型号国内有几台，都是定制仪器292060Catlab10Belcat麦克有北京上海和广州三个维修点，工程师经过培训，售后较好；有北京和上海维修点，catlab belcat是荷兰安米德代理，工程师有一个和主机配件比较齐全，都配备了较多消耗品，配备备件较少，软件有加密狗，增加2920Catlab Belcat保温和进气口，质谱接口等需要额外加钱，并且日本体系的仪器和欧美质谱连接的接口需要定制，信号也不能同步可以主机保修年，免费上门服务；和无法给出免费上门服务29202Catlab Bel-cat和厂家提供每年的技术交流，并且回访较多，安米德代理较多品牌仪器，支持上不是很2920Catlab到位

1.AutoChem H2920将内部管路系统可以独立控温，其热导池灯丝区在120—250℃,热导池工作区在20—150℃；六通阀区在20—150C,这样确保TCD检测器工作温度要比管路温度高50—100C,从而检测器保持高精度和高稳定性，同时保温还防止蒸汽吸附发生内部管路冷凝，导致管路堵塞Catlab和Belcat可以内部保温，温度只有200℃,但是无法实现控温

2.AutoChem II2920实现完全的自动化程序控制，用户可以选择一系列的程序步骤或者自己设定程序当用户建立好预处理和分析等一系列标准步骤后，只要点击“开始”，2920就按照步骤进行实验，例如升温速率，流动气体流量，采集数据间隔时间等按步骤进行，不需要进一步人工操作操作软件非常灵活，用户也可以任意时候改变分析条件，甚至在分析过程中Catlab和BeLcat仍然在面板上需要人为控制，自动化程度不完全

3.仪器提供GRAMS/32峰编辑软件包，提供峰选择和编辑，积分，数据平滑，分峰和叠加功能这个软件包让用户除掉不感兴趣的峰，控制峰的范围和基线峰另外，2920可以用GRAMS/32控制JTCD或质谱数据的同步简而言之，它为研究者提供最大程度的灵活性，可靠性和精度

4.仪器检测器采用最先进的TCD镀金铁银合金灯丝，可极大地提高灵敏度，且避免了铢-铝丝的容易被氧化问题，提高了TCD的寿命其他仪器采用不同铝丝，并且没有镀金，寿命大为减少

5.配备了多达4个自动控制流量的高精度质量流量计，通过软件独立控制，也可以手动控制，直接点击屏幕上的MFC,右键设置流量，适合仪器自动检测和样品制备，以及管路的清洁其他仪器只有1—3个自动控制六通阀

6.所有内部管路都是非常细的1/16英寸的不锈钢管线，可以测试各种气体和氨气整个系统死空体积小于10mL极低的内部死体积减少了信号峰的变宽，增加峰的精度其他仪器从内部来看都是1/8英寸的管路，死体积较大，TCD信号容易延迟

7.仪器孔径分布测定附件，提供独立高真空的制备和独立高真空的分析，制备和分析都是高真空系统，而且相互独立，互不干扰，有效防止交叉污染和真空互相干扰

三、预期使用效益及风险预测（包括年有效开机时数、服务对象、为教学科研服务的预期成果、存在风险等）预计使用效益该设备是使用频率很高的设备之一，平均每天都要运转个小时仪器可以全自动控制，老师和学6-10生经过简单培训后可以自如的上机操作，该设备的有效利用，对提升专业人员的科研水平以及提高研究生培养质量方面的促进作用是毋庸质疑的催化剂表征系统运行稳定，操作简单，是实验室当前急需添置的科研仪器风险预测仪器使用过程中操作人员严格执行操作规程，只要配备必要的消耗品仪器可长期稳定运行。